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  • 半導體電路基礎-三極管知識
    • 發(fā)布時間:2020-10-17 18:07:50
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    半導體電路基礎-三極管知識
    1.14 半導體電路基礎--三極管(二)
    1.14.1 從一種三極管電路開始
    相信大部分朋友對此三極管的特性是迷糊的,如下圖
    放大、飽和、截止特性圖
    三極管
    實際上作者覺得上圖就是反人類的:)
    一個焦點的知識還沒有分析清楚,我們從上圖能看到多少知識點?
    1、飽和區(qū)是什么?這部分面積的真正含義是什么? 2、放大區(qū)是什么?這部分面積的真正含義是什么? 3、截止區(qū)是什么?這部分面積的真正含義是什么? 4、Ib Uce/v Ic/mA 又是什么? 5、80uA 40uA這兩根線是是怎么來的?
    看下圖
    三極管
    三極管的CE極可以看成一個可改變大小的電阻R2(可調(diào)電阻)
    我們知道三極管一個基本特性 b極電流大 ce極電流就大 b極電流小,ce間電流就小
    R2上的電壓怎么算(c點電壓)? 這就是基本的分壓公式。
    Vce 代表CE間的電壓,也就是R2上的電壓,也就是C點的電壓(因為E直接接地了)
    Vce = Vcc*R2/(R2+R1)
    這個公式難理解?
    串聯(lián)電阻分壓 R2+R1 是總電阻,R2占總電阻的比例是R2/(R2+R1),
    因為 電壓比=電阻比
    所以 總電壓/R2分得得電壓 = 總電阻/R2
    因為 Vcc/Vce = (R2+R1)/R2
    所以 Vce = Vcc*R2/(R2+R1)
    關鍵是看變化,中國學生習慣了列公式,但是公式反映出得是固定得模式,反應不出變化。
    所以折線圖、面積圖、雷達圖等等可以反映出變化。
    我們一般是把折線圖、面積圖直接給出,但是忘了折線圖得繪制過程給同學們展示出來,我覺得這就是導致難于理解得根源。
    費曼說過,要想學會一樣東西,最好得方法是把它做出來!
    首先我們打開excel表格
    VCC 輸入一列 都是5V R1 輸入 都是1000 = 1K R2 輸入 算個公式 每一行+500 R2/(R2+R1) 作為一列 ....
    最后得到下圖
    三極管
    然后我們根據(jù)這組數(shù)據(jù),做出圖表
    三極管
    R2這個代表CE極之間得電阻就反映出了,為什么b極電壓與C點電壓成反向變化,C點電壓和電流成反向變化。
    也就是我們常說的
    b極電流大 CE極電流大 C極電壓反而減小
    b極電壓大了 b極電流大 CE電流增大,C點電壓減小
    b與c之間電壓成反向變化,電流成正向變化
    只要把CE看成一個可變電阻一目了然。
    1.14.2 放大、截止、飽和到底怎么回事
    b極電流大小改變了 CE間的電阻,也就是管道的大小 相應的改變了電流的大小,但是因為R1 已經(jīng)限制了電流
    所以電流最大也不會超過 Vcc/R1 當R2最大時 電流最小
    我們這節(jié)課解決一個關鍵問題,就是為什么CE間電流大了,反而C點電壓還小了,就是因為CE間電阻變小了,導致壓降變小。
    一定記得核心是,b極電流增大,導致CE通道變大,電阻變小,根據(jù)分壓公式算出來,C點電位下降,CE間電壓減小
    能量不能憑空消失,電流*電壓是能量,VCC和R1、R2共同決定了能夠提供給CE管道的能量,當管道變大時,VCC/(R1+R2)是總電流。
    但是R2阻值變得太大時,總電流變小,流過R2的電流忽略不計,R2上端R1下端承受了無窮的壓力(不能大過電源電壓VCC,最高是VCC),這個時候就是三極管截止,也就是R2大到一定程度時,電流不流動了,三極管處于截止區(qū)。
    當R2阻值變小,R2逐漸向0變化,總電流=Vcc/(R2+R1)變大,總電流最大不能超過Vcc/R1, 當電流大到一定程度,b極電流已經(jīng)不能正比例反映出和CE極之間電流的關系,這時候就已經(jīng)處于飽和區(qū)了。
    R2 阻值在一定范圍內(nèi),b極電流正好和ce極電流成倍數(shù)關系,也就是所謂的Ib=βIc 這個時候三極管正好工作在放大區(qū)。
    那么核心是什么就是CE極之間的阻抗,也就是類比于可調(diào)電阻R2的阻抗變化就決定了三極管工作在那種狀態(tài),也就是放大、飽和、截止的三極管的三種工作狀態(tài)!
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